KR20210066377A - 패널의 비틀림 강성 시험장치 - Google Patents

패널의 비틀림 강성 시험장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 패널의 비틀림 강성 시험장치에 관한 것으로, 시험대상패널의 일단부를 클램핑하는 제1클램프부와, 제1클램프부와 대향되게 배치되고, 상기 시험대상패널의 타단부를 클램핑하는 제2클램프부와, 제1클램프부를 설정위치에서 지지하는 고정지지부와, 제2클램프부를 회전가능하게 지지하는 회전지지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

패널의 비틀림 강성 시험장치{TORSIONAL STIFFNESS TEST APPARATUS FOR PANEL}
본 발명은 패널의 비틀림 강성 시험장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 패널의 비틀림 강성을 시험하기 위한 패널의 비틀림 강성 시험장치에 관한 것이다.
차량의 경량화를 위해 금속소재를 대체할 수 있는 경량 복합소재 등의 신규 소재의 개발, 적용이 이루어지고 있다. 기존의 금속소재를 적용한 제품의 경우 축적된 데이터를 바탕으로 시뮬레이션 검증 후 실차 적용 안전 성능을 검증할 수 있으나, 신규소재를 적용한 제품의 경우 시뮬레이션 해석 이외에 실제 시험을 통한 성능 평가가 필요하다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 특허등록번호 제10-1722733호(2017.03.28 공개, 발명의 명칭: 다목적 기계적 변형 시험기)에 개시되어 있다.
본 발명의 일실시예는 패널형 제품의 비틀림 강성을 시험할 수 있는 패널의 비틀림 강성 시험장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 패널의 비틀림 강성 시험장치는, 시험대상패널의 일단부를 클램핑하는 제1클램프부; 상기 제1클램프부와 대향되게 배치되고, 상기 시험대상패널의 타단부를 클램핑하는 제2클램프부; 상기 제1클램프부를 설정위치에서 지지하는 고정지지부; 및 상기 제2클램프부를 회전가능하게 지지하는 회전지지부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1클램프부는, 상기 고정지지부에 안착되고, 상기 시험대상패널의 하부에 대응되는 상면부 형상을 가지는 제1하부클램프본체; 상기 제1하부클램프본체를 관통하여 상기 고정지지부에 착탈가능하게 고정되는 제1하부고정부재; 상기 시험대상패널을 사이에 두고 상기 제1하부클램프본체의 상측에 배치되며, 상기 시험대상패널의 상부에 대응되는 저면부 형상을 가지는 제1상부클램프본체; 및 상기 제1상부클램프본체를 관통하여 상기 제1하부클램프본체에 착탈가능하게 고정되는 제1상부고정부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제2클램프부는, 상기 회전지지부에 안착되고, 상기 시험대상패널의 하부에 대응되는 상면부 형상을 가지는 제2하부클램프본체; 상기 제2하부클램프본체를 관통하여 상기 회전지지부에 착탈가능하게 고정되는 제2하부고정부재; 상기 시험대상패널을 사이에 두고 상기 제2하부클램프본체의 상측에 배치되며, 상기 시험대상패널의 상부에 대응되는 저면부 형상을 가지는 제2상부클램프본체; 및 상기 제2상부클램프본체를 관통하여 상기 제2하부클램프본체에 착탈가능하게 고정되는 제2상부고정부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 고정지지부는, 베이스부; 및 상기 베이스부에 착탈가능하게 설치되고, 복수개의 상기 제1클램프부 각각을 지지하는 복수개가 상기 시험대상패널의 일단부를 따라 이격되게 배열되는 단위지지부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 회전지지부는, 상기 시험대상패널의 타단부를 따라 배열되는 복수개의 상기 제2클램프부가 설치되는 제2클램프고정부; 상기 제2클램프고정부와 연결되는 회전축부; 상기 회전축부를 회전가능하게 지지하는 베어링부; 상기 베어링부를 지지하는 베어링지지부; 및 상기 회전축부에 회전력을 전달하는 하중인가부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제2클램프고정부는, 상기 제2클램프부가 안착, 고정되는 제2수평받침부; 상기 제2수평받침부 상에 상향 연장되게 형성되고, 상기 제2클램프부의 측부가 접하고, 상기 회전축부가 연결되는 제2수직받침부; 상기 제2수평받침부 상에 하향 돌출되게 형성되는 제2수평연장리브부; 상기 제2수직받침부 상에 측방향으로 돌출되게 형성되고, 상기 제2수평연장리브부와 연결되는 제2수직연장리브부; 및 상기 회전축부의 둘레에 방사형으로 배치되고, 상기 제2수직연장리브부와 연결되는 축보강리브부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 하중인가부는, 직선변위를 가지는 타시험장치와 연결되는 랙기어부; 및 상기 회전축부와 연결되고, 상기 랙기어부와 치합되며, 상기 랙기어부의 이동에 연동하여 회전되면서 상기 회전축부에 회전력을 작용시키는 피니언기어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 타시험장치는, 시편이나 상기 랙기어부가 선택적으로 장착되고, 직선변위를 가지는 시편장착대; 및 상기 시편장착대에 작용하는 하중을 측정하는 하중측정기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 패널의 비틀림 강성 시험장치는, 제1클램프부와 제2클램프부로 시험대상패널의 양단부를 클램핑한 상태에서, 회전지지부를 통해 제2클램프부를 회전시키면서 시험대상패널에 비틀림 하중을 인가할 수 있고, 시험대상패널의 비틀림 각도와 시험대상패널에 인가되는 하중을 측정함으로써, 시험대상패널의 비틀림 강성에 대한 정보를 획득할 수 있고, 제품 적용에 관련된 비틀림 성능을 평가할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 패널의 비틀림 강성 시험장치를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 패널의 비틀림 강성 시험장치를 도 1과 다른 방향에서 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 패널의 비틀림 강성 시험장치의 제1클램프부를 도시한 요부 단면 조립도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 패널의 비틀림 강성 시험장치의 제2클램프부를 도시한 요부 단면 조립도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 패널의 비틀림 강성 시험장치의 고정지지부를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 패널의 비틀림 강성 시험장치의 제2클램램프고정부와 회전축부를 도시한 사시도이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 패널의 비틀림 강성 시험장치의 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 패널의 비틀림 강성 시험장치를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 패널의 비틀림 강성 시험장치를 도 1과 다른 방향에서 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 1, 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 패널의 비틀림 강성 시험장치(1)는 제1클램프부(10), 제2클램프부(20), 고정지지부(30), 회전지지부(40)를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 패널의 비틀림 강성 시험장치(1)는 패널 형상을 가지는 제품(이하 '시험대상패널(2)'이라 한다)의 비틀림 강성을 시험하기 위한 장치로, 시험대상패널(2)의 양단부를 클램핑한 상태에서 일단부에 회전력을 인가하면서 시험대상패널(2)에 비틀림 하중을 가하고, 회전각도에 따른 인가 하중을 측정함으로써 시험대상패널(2)의 비틀림 강성을 측정, 평가할 수 있다.
제1클램프부(10)는 시험대상패널(2)의 일단부를 클램핑한다. 제1클램프부(10)는 시험대상패널(2)의 일단부의 연장방향을 따라 복수개가 이격되게 배열된다. 본 발명의 일실시예에 따른 제1클램프부(10)는 시험대상패널(2)의 일단부의 중간부와 양단부를, 보다 구체적으로는 좌측단부의 중간부와 전,후단부를 각각 클램핑하는 3개가 구비된다.
제2클램프부(20)는 시험대상패널(2)을 사이에 두고 제1클램프부(10)와 대향되게 배치되고, 시험대상패널(2)의 타단부를 클램핑한다. 제2클램프부(20)는 시험대상패널(2)의 타단부의 연장방향을 따라 복수개가 이격되게 배열된다. 본 발명에 따른 제2클램프부(20)는 시험대상패널(2)의 타단부의 중간부와 양단부를, 보다 구체적으로는 우측단부의 중간부와 전, 후단부를 각각 클램핑하는 3개가 구비된다.
고정지지부(30)는 제1클램프부(10)를 설정위치에서 지지한다. 고정지지부(30)는 복수개의 제1클램프부(10) 각각을 개별적으로 지지하는 구조를 가진다. 이에 따라, 복수개의 제1클램프부(10) 각각은 시험대상패널(2)의 형상, 크기에 따라 그 위치와 방향을 개별적으로 가변가능하다.
회전지지부(40)는 제2클램프부(20)를 회전가능하게 지지한다. 회전지지부(40)는 복수개의 제2클램프부(20)를 일체로 연결, 지지하는 구조를 가진다. 회전지지부(40)의 회전, 이동 시 복수개의 제2클램프부(20)는 각자의 위치에서 이에 연동된 변위를 가진다.
이하에서 제1클램프부(10), 제2클램프부(20), 고정지지부(30), 회전지지부(40)의 구조와 형상에 대해 보다 구체적으로 설명함에 있어서는, 설명의 편의 상 도 1, 도 2에 도시된 바를 기준으로 하여 좌우방향, 상하방향을 설정하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 패널의 비틀림 강성 시험장치의 제1클램프부를 도시한 요부 단면 조립도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 제1클램프부(10)는 제1하부클램프본체(11), 제1하부고정부재(12), 제1상부클램프본체(13), 제1상부고정부재(14)를 포함한다.
제1하부클램프본체(11)는 시험대상패널(2)의 좌측단부를 하단지지하는 장치부로, 고정지지부(30)의 제1클램프고정부(33)에 안착된다. 제1하부클램프본체(11)의 상면부는 시험대상패널(2)의 좌측단부의 하부에 대응되는 단턱진 형상을 가진다. 제1하부고정부재(12)는 제1하부클램프본체(11)를 관통하여 고정지지부(30)에 착탈가능하게 고정된다. 제1하부고정부재(12)로는 볼트부재 등을 적용할 수 있다.
제1상부클램프본체(13)는 시험대상패널(2)을 제1하부클램프본체(11)측으로 가압하면서, 제1하부클램프본체(11)와 함께 시험대상패널(2)의 저면부와 상면부에 압착되는 장치부로, 시험대상패널(2)을 사이에 두고 제1하부클램프본체(11)의 상측에 배치된다.
제1상부플램프본체(13)는 저면부는 시험대상패널(2)의 좌측단부의 상부에 대응되는 단턱진 형상을 가진다. 제1상부고정부재(14)는 제1상부클램프본체(13)를 관통하여 제1하부클램프본체(11)에 착탈가능하게 고정된다. 제1상부고정부재(14)로는 볼트부재 등을 적용할 수 있다.
제1하부클램프본체(11)와 제1상부클램프본체(13)는 시험대상패널(2)의 좌측단부의 형상이나, 제1클램프부(10)의 배치 위치에 맞추어, 다양한 형상으로 적용되는 것이 바람직하다. 이때, 제1하부고정부재(12)와 제1상부고정부재(14)를 체결하거나, 그 체결을 해제함으로써, 제1하부클램프본체(11)와 제1상부클램프본체(13)를 용이하게 교체할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 패널의 비틀림 강성 시험장치의 제2클램프부를 도시한 요부 단면 조립도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 제2클램프부(20)는 제2하부클램프본체(21), 제2하부고정부재(22), 제2상부클램프본체(23), 제2상부고정부재(24)를 포함한다.
제2하부클램프본체(21)는 시험대상패널(2)의 우측단부를 하단지지하는 장치부로, 회전지지부(40)의 제2클램프고정부(41)에 안착된다. 제2하우클램프본체(21)의 상면부는 시험대상패널(2)의 타단부의 하부에 대응되는 단턱진 형상을 가진다. 제2하부고정부재(22)는 제2하부클램프본체(21)를 관통하여 회전지지부(40)에 착탈가능하게 고정된다. 제2하부고정부재(22)로는 볼트부재 등을 적용할 수 있다.
제2상부클램프본체(23)는 시험대상패널(2)을 제2하부클램프본체(21)측으로 가압하면서, 제2하부클램프본체(21)와 함께 시험대상패널(2)의 저면부와 상면부에 압착되는 장치부로, 시험대상패널(2)을 사이에 두고 제2상부클램프본체(23)의 상측에 배치된다.
제2상부클램프본체(23)의 저면부는 시험대상패널(2)의 우측단부의 상부에 대응되는 단턱진 형상을 가진다. 제2상부고정부재(24)는 제2상부클램프본체(23)를 관통하여 제2하부클램프본체(21)에 착탈가능하게 고정된다. 제2상부고정부재(24)로는 볼트부재 등을 적용할 수 있다.
제2하부클램프본체(21)와 제2상부클램프본체(23)는 시험대상패널(2)의 우측단부의 형상이나, 제2클램프부(20)의 배치 위치에 맞추어, 다양한 형상으로 적용되는 것이 바람직하다. 이때, 제2하부고정부재(22)와 제2상부고정부재(24)를 체결하거나, 그 체결을 해제함으로써, 제2하부클램프본체(21)와 제1상부클램프본체(23)를 용이하게 교체할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 패널의 비틀림 강성 시험장치의 고정지지부를 도시한 사시도이다.
도 1, 도 2, 도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 고정지지부(30)는 베이스부(31)와 단위지지부(32)를 포함한다.
베이스부(31)는 복수개의 단위지지부(32)를 하단지지하는 장치부로, 시험대상패널(2)의 형상과 크기에 따라 복수개의 단위지지부(32)를 그 위치와 방향을 가변시켜 설치가능한 너비를 가진다. 베이스부(31)는 복수개의 고정지지부(30)를 설치가능한 너비를 가질 수 있고, 고정지지부(30)와 회전지지부(40)를 함께 설치, 지지가능한 너비를 가질 수도 있다.
단위지지부(32)는 복수개의 제1클램프부(10) 각각을 개별적으로 지지하는 장치부로, 베이스부(31)에 착탈가능하게 설치된다. 단위지지부(32)는 제1클램프부(10) 각각을 지지하는 복수개가 시험대상패널(2)의 일단부를 따라 이격되게 배열된다. 본 발명의 일실시예에 따른 단위지지부(32)는 제1클램프고정부(33)와 클램프지지부(34)를 포함한다.
제1클램프고정부(33)는 제1클램프부(10)가 안착, 고정가능한 'ㄴ'자 종단면 형상의 받침대를 제공한다. 본 발명의 일실시예에 따른 제1클램프고정부(33)는 제1수평받침부(331), 제1수직받침부(332), 제1수평연장리브부(333), 제1수직연장리브부(334)를 포함한다.
제1수평받침부(331)는 수평방향으로 연장되게 형성되고, 상면부에 제1클램프부(10)가 안착, 고정된다. 제1수직받침부(332)는 제1수평받침부(331)의 좌측단부 상에 상향 연장되게 형성되고, 제1클램프부(10)의 좌측부가 접한다. 제1클램프부(10)는 제1수평받침부(331)와 제1수직받침부(332)에 그 저면부와 좌측부가 접한 상태로 제1클램프부(10)에 안정되고 견고하게 설치, 고정될 수 있다.
제1수평연장리브부(333)는 제1수평받침부(331)의 하부에 하향 돌출되게 형성된다. 제1수직연장리브부(334)는 제1수직받침부(332)의 좌측단부 상에 좌측으로 돌출되게 형성되고, 제1수평연장리브부(333)와 연속하여 연결된다. 제1수평연장리브부(333)와 제1수직연장리브부(334)에 의해 시험대상패널(2)을 통해 제1수평받침부(331), 제1수직받침부(332)로 전달되는 비틀림 하중을 견고하게 지지할 수 있다.
클램프지지부(34)는 제1클램프고정부(33)를 설정위치에 설정방향으로 지지하기 위한 장치부로, 수직방향으로 연장되는 구조를 가지고 하부가 베이스부(31)에 착탈가능하게 결합된다. 본 발명의 일실시예에 따른 클램프지지부(34)는 수직연장부(341)와 측방지지연장부(345)를 포함한다.
수직연장부(341)는 'H' 자 횡단면 형상을 가지고, 시험대상패널(2)을 배치하고자 하는 설정높이까지 직립되게 연장된다. 본 발명의 일실시예에 따른 수직연장부(341)는 기준연장부(342), 제1직각연장부(343), 제2직각연장부(344)를 포함한다.
기준연장부(342)는 전후방향으로의 너비를 가지고 설정높이까지 직립되게 연장된다. 제1직각연장부(343)는 기준연장부(342)의 후단부에 연결되고, 좌우방향으로의 너비를 가지고 직립되게 연장된다. 제2직각연장부(344)는 기준연장부(342)의 전단부에 연결되고, 좌우방향으로의 너비를 가지고 직립되게 연장된다.
제1직각연장부(343)와 제2직각연장부(344)는 기준연장부(342)를 사이에 두고 기준연장부(342)와 직각되는 방향으로 나란하게 배치된다. 제1직각연장부(343)와 제2직각연장부(344)의 좌측단부 상에는 측방지지연장부(345)가 상향 돌출되게 형성된다. 상기와 같은 구조에 의해 수직연장부(341)는 굽힘응력에 대한 강성을 확보할 수 있고, 클램프지지부(34)의 제1수평받침부(331)와의 접촉면을 제1수평받침부(331)의 전반에 걸쳐 안정적으로 확보할 수 있다.
측방지지연장부(345)는 수직연장부(341) 상에, 보다 구체적으로는 제1직각연장부(343)와 제2직각연장부(344)의 좌측단부 상에 상향 돌출되게 형성된다. 제1클램프고정부(33)를 클램프지지부(34)에 결합한 상태에서, 클램프지지부(34)의 제1수평받침부(331)는 수직연장부(341)의 상부와 접하고, 제1수직받침부(332)는 측방지지연장부(345)와 접한다. 수직연장부(341)와 측방지지연장부(345)에 의해 클램프지지부(34)를 상하방향 및 측방향으로 안정되게 지지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 패널의 비틀림 강성 시험장치의 제2클램램프고정부와 회전축부를 도시한 사시도이다.
도 1, 도 2, 도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 회전지지부(40)는 제2클램프고정부(41), 회전축부(42), 베어링부(43), 베어링지지부(44), 하중인가부(45), 각도측정장치(46)를 포함한다.
제2클램프고정부(41)는 시험대상패널(2)의 우측단부를 따라 전후방향으로 배열되는 복수개의 제2클램프부(20)를 설치가능한 전후방향 너비를 가진다. 본 발명의 일실시예에 따른 제2클램프고정부(41)는 제2수평받침부(411), 제2수직받침부(412), 제2수평연장리브부(413), 제2수직연장리브부(414), 축보강리브부(415)를 포함한다.
제2수평받침부(411)는 수평방향으로 연장되게 형성되고, 상면부에 복수개의 제2클램프부(20)가 안착, 고정된다. 제2수직받침부(412)는 제2수평받침부(411)의 우측단부 상에 상향 연장되게 형성되고, 제2클램프부(20)의 우측부가 접한다. 제2수직받침부(412)의 우측부에는 회전축부(42)가 연결된다. 제2클램프부(20)는 제2수평받침부(411)와 제2수직받침부(412)에 그 저면부와 좌측부가 접한 상태로 제1클램프부(10)에 안정되고 견고하게 설치, 고정될 수 있다.
제2수평연장리브부(413)는 제2수평받침부(411)의 하부에 하향 돌출되게 형성되고, 전후방향으로 복수개가 이격되게 배치된다. 제2수직연장리브부(414)는 제2수직받침부(412)의 우측단부 상에 우측으로 돌출되게 형성되고, 전후방향으로 복수개가 이격되게 배치되며, 제2수평연장리브부(413)와 연속하여 연결된다. 제2수평연장리브부(413)와 제2수직연장리브부(414)에 의해 시험대상패널(2)을 통해 제2수평받침부(411), 제2수직받침부(412)로 전달되는 비틀림 하중을 견고하게 지지할 수 있다.
축보강리브부(415)는 회전축부(42)와 제2수직받침부(412)간의 연결부를 보강하기 위한 장치부로, 제2수직받침부(412)의 우측단부 상에 우측으로 돌출되게 형성되고, 회전축부(42)의 둘레에 복수개가 방사형으로 배치된다. 축보강리브부(415)의 일단부는 회전축부(42)와 일체로 연결되고, 타단부는 방사형으로 연장되며 제2수직연장리브부(414)와 일체로 연결된다.
회전축부(42)는 제2클램프고정부(41)의 제2수직받침부(412)의 전후방향 중간부에 일체로 연결되고 제2수직받침부(412)의 우측으로 연장되게 형성된다. 회전축부(42)의 회전 시 제2클램프고정부(41), 제2클램프고정부(41)에 설치된 복수개의 제2클램프부(20) 전부가 회전축(42)을 중심으로 하는 원형의 변위, 동선, 궤적을 가진다.
베어링부(43)는 회전축부(42)를 회전가능하게 지지한다. 본 발명의 일실시예에 따른 베어링부(43)는 회전축부(42)를 회전가능하게 지지하는 베어링부재(미도시)를 구비하여 좌우방향으로 상호 이격되게 배치되는 한 쌍이 구비된다. 좌우측 한 쌍의 베어링부(43)에 의해 회전축부(42)를 정위치에 안정되게 지지할 수 있다.
베어링지지부(44)는 한 쌍의 베어링부(43)를 지지하는 장치부로, 기준연장부(342), 제1직각연장부(343), 제2직각연장부(344)를 포함하는 고정지지부(30)의 수직연장부(341)와 동일, 유사한 구조를 가진다. 베어링지지부(44)의 구조에 대해서는, 수직연장부(341)에 관한 설명과 중복되는 바, 그 상세한 설명을 생략한다.
하중인가부(45)는 회전축부(42)에 회전력을 전달하는 장치부로, 타시험장치(3)와 연결되어 타시험장치(3)로부터 동력을 입력받아 회전축부(42)로 전달한다. 보다 구체적으로, 하중인가부(45)는 타시험장치(3)로부터 직선변위의 동력을 입력받아 회전변위로 전환하여 회전축부(42)로 전달한다. 본 발명의 일실시예에 따른 하중인가부(45)는 랙기어부(451)와 피니언기어부(452)를 포함한다.
랙기어부(451)는 직선변위를 가지는 타시험장치(3)의 시편장착대(4)와 연결된다. 피니언기어부(452)는 회전축부(42)와 연결되고, 랙기어부(451)와 치합된다. 보다 구체적으로, 랙기어부(451)는 상하방향으로 직선이동가능하게 설치되고, 피니언기어부(452)는 그 중앙부가 회전축부(42)의 우측단부에 결합되며, 가장자리부가 피니언기어부(452)와 치합된다.
회전축부(42)의 둘레 상에는 키(ley)(도면부호 미표기)가 반경방향으로 돌출되게 형성된다. 피니언기어부(452)의 내경부에는 키가 끼워질 수 있는 키홈(keyway)(도면부호 미표기)이 형성된다. 키를 키홈에 끼워 결합함으로써, 회전축부(42)와 피니언기어부(452)가 동일한 각도로 안정되게 회전될 수 있다. 피니언기어부(452)는 랙기어부(451)의 상하방향 이동에 연동하여 정방향 또는 역방향으로 회전되면서 회전축부(42)에 회전력을 작용시킨다.
여기서, 타시험장치(3)로는 시험대상패널(2) 또는 다른 시편의 인장 시험을 수행하기 위한 인장시험기를 적용할 수 있다. 이때, 타시험장치(3)는 시험대상패널(2) 또는 다른 시편, 랙기어부(451)가 선택적으로 장착되고, 인장력을 인가하기 위해 직선변위를 가지는 시편장착대(4)와, 시편장착대(4)에 작용하는 하중을 측정하는 하중측정기(5)를 포함하는 구조를 가진다.
본 발명에 따른 패널의 비틀림 강성 시험장치(1)에 의하면, 모터 등과 같이 회전력을 발생시키기 위한 별도의 액추에이터를 구비하지 않고도 회전축부(42)에 회전력을 인가할 수 있을 뿐만 아니라, 별도의 하중측정장치를 구비하지 않고도, 타시험장치(3)에 설치된 하중측정기(5)를 이용해 회전축부(42) 및 시험대상패널(2)에 인가되는 하중을 실시간으로 측정할 수 있다.
각도측정장치(46)는 제2클램프고정부(41)의 각도를 측정한다. 각도측정장치(46)로는 수평계 등을 적용할 수 있고, 시험대상패널(2) 및 제2클램프부(20)와 간섭되지 않으면서 육안으로 확인이 용이한 제2수직받침부(412)의 상단부에 설치될 수 있다.
각도측정장치(46)에서 측정된 제2클램프고정부(41)의 각도 데이터와, 타시험장치(3)의 하중측정기(5)에서 측정된 하중 데이터로부터, 시험대상패널(2)의 회전변위에 따른 인가 하중에 관한 데이터를 도출함으로써, 시험대상패널(2)의 비틀림 강성에 대한 정보를 획득할 수 있고, 제품화를 고려해 비틀림 성능을 평가할 수 있다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 패널의 비틀림 강성 시험장치(1)에 의하면, 제1클램프부(10)와 제2클램프부(20)로 시험대상패널(2)의 양단부를 클램핑한 상태에서, 회전지지부(40)를 통해 제2클램프부(20)를 회전시키면서 시험대상패널(2)에 비틀림 하중을 인가할 수 있고, 시험대상패널(2)의 비틀림 각도와 시험대상패널(2)에 인가되는 하중을 측정함으로써, 시험대상패널(2)의 비틀림 강성에 대한 정보를 획득할 수 있고, 제품 적용에 관련된 비틀림 성능을 평가할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1 : 패널의 비틀림 강성 시험장치 2 : 시험대상패널
3 : 타시험장치 4 : 시편장착대
5 : 하중측정기 10 : 제1클램프부
11 : 제1하부클램프본체 12 : 제1하부고정부재
13 : 제1상부클램프본체 14 : 제1상부고정부재
20 : 제2클램프부 21 : 제2하부클램프본체
22 : 제2하부고정부재 23 : 제2상부클램프본체
24 : 제2상부고정부재 30 : 고정지지부
31 : 베이스부 32 : 단위지지부
33 : 제1클램프고정부 34 : 클램프지지부
40 : 회전지지부 41 : 제2클램프고정부
42 : 회전축부 43 : 베어링부
44 : 베어링지지부 45 : 하중인가부
46 : 각도측정장치 331 : 제1수평받침부
332 : 제1수직받침부 333 : 제1수평연장리브부
334 : 제1수직연장리브부 341 : 수직연장부
342 : 기준연장부 343 : 제1직각연장부
344 : 제2직각연장부 345 : 측방지지연장부
411 : 제2수평받침부 412 : 제2수직받침부
413 : 제2수평연장리브부 414 : 제2수직연장리브부
415 : 축보강리브부 451 : 랙기어부
452 : 피니언기어부

Claims (8)

  1. 시험대상패널의 일단부를 클램핑하는 제1클램프부;
    상기 제1클램프부와 대향되게 배치되고, 상기 시험대상패널의 타단부를 클램핑하는 제2클램프부;
    상기 제1클램프부를 설정위치에서 지지하는 고정지지부; 및
    상기 제2클램프부를 회전가능하게 지지하는 회전지지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 패널의 비틀림 강성 시험장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1클램프부는,
    상기 고정지지부에 안착되고, 상기 시험대상패널의 하부에 대응되는 상면부 형상을 가지는 제1하부클램프본체;
    상기 제1하부클램프본체를 관통하여 상기 고정지지부에 착탈가능하게 고정되는 제1하부고정부재;
    상기 시험대상패널을 사이에 두고 상기 제1하부클램프본체의 상측에 배치되며, 상기 시험대상패널의 상부에 대응되는 저면부 형상을 가지는 제1상부클램프본체; 및
    상기 제1상부클램프본체를 관통하여 상기 제1하부클램프본체에 착탈가능하게 고정되는 제1상부고정부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 패널의 비틀림 강성 시험장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2클램프부는,
    상기 회전지지부에 안착되고, 상기 시험대상패널의 하부에 대응되는 상면부 형상을 가지는 제2하부클램프본체;
    상기 제2하부클램프본체를 관통하여 상기 회전지지부에 착탈가능하게 고정되는 제2하부고정부재;
    상기 시험대상패널을 사이에 두고 상기 제2하부클램프본체의 상측에 배치되며, 상기 시험대상패널의 상부에 대응되는 저면부 형상을 가지는 제2상부클램프본체; 및
    상기 제2상부클램프본체를 관통하여 상기 제2하부클램프본체에 착탈가능하게 고정되는 제2상부고정부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 패널의 비틀림 강성 시험장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 고정지지부는,
    베이스부; 및
    상기 베이스부에 착탈가능하게 설치되고, 복수개의 상기 제1클램프부 각각을 지지하는 복수개가 상기 시험대상패널의 일단부를 따라 이격되게 배열되는 단위지지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 패널의 비틀림 강성 시험장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 회전지지부는,
    상기 시험대상패널의 타단부를 따라 배열되는 복수개의 상기 제2클램프부가 설치되는 제2클램프고정부;
    상기 제2클램프고정부와 연결되는 회전축부;
    상기 회전축부를 회전가능하게 지지하는 베어링부;
    상기 베어링부를 지지하는 베어링지지부; 및
    상기 회전축부에 회전력을 전달하는 하중인가부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 패널의 비틀림 강성 시험장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2클램프고정부는,
    상기 제2클램프부가 안착, 고정되는 제2수평받침부;
    상기 제2수평받침부 상에 상향 연장되게 형성되고, 상기 제2클램프부의 측부가 접하고, 상기 회전축부가 연결되는 제2수직받침부;
    상기 제2수평받침부 상에 하향 돌출되게 형성되는 제2수평연장리브부;
    상기 제2수직받침부 상에 측방향으로 돌출되게 형성되고, 상기 제2수평연장리브부와 연결되는 제2수직연장리브부; 및
    상기 회전축부의 둘레에 방사형으로 배치되고, 상기 제2수직연장리브부와 연결되는 축보강리브부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 패널의 비틀림 강성 시험장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 하중인가부는,
    직선변위를 가지는 타시험장치와 연결되는 랙기어부; 및
    상기 회전축부와 연결되고, 상기 랙기어부와 치합되며, 상기 랙기어부의 이동에 연동하여 회전되면서 상기 회전축부에 회전력을 작용시키는 피니언기어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 패널의 비틀림 강성 시험장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 타시험장치는,
    시편이나 상기 랙기어부가 선택적으로 장착되고, 직선변위를 가지는 시편장착대; 및
    상기 시편장착대에 작용하는 하중을 측정하는 하중측정기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 패널의 비틀림 강성 시험장치.
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